KR20050048291A

KR20050048291A - 전동기 일체형 스크류 펌프

Info

Publication number: KR20050048291A
Application number: KR1020030082194A
Authority: KR
Inventors: 강은숙
Original assignee: 강은숙
Priority date: 2003-11-19
Filing date: 2003-11-19
Publication date: 2005-05-24
Also published as: KR100528813B1

Abstract

본 발명은 전동기 일체형 스크류 펌프에 관한 것으로;

그 기술구현의 목적은, 동력발생 수단인 전동기의 회전자를 수평 관통된 배관구조로 형성하고, 상기 배관구조를 이루는 회전자 일측면에 임펠러부를 선택적인 교환설치 구조로 결합,형성되도록 하여, 종래 물질 이송압력에 따른 스크류의 과부하 문제점을 배제되도록 하고, 이와같은 스크류의 과부하 배제로써, 회전자의 토오크(torque)를 상승되도록하여, 각종 물질을 고압으로 이송시킬수 있도록 한 전동기 일체형 스크류 펌프를 제공함에 있는 것이며;

또 다른 목적으로는 단순한 배관구조의 회전자와, 상기 회전자 일측면에 선택적 교환구조로 설치되는 임펠러부의 구성에 따라, 제품의 분해,조립 관계를 단순화되도록 하여 제품 사용에 따른 고장발생시 각종 부품의 수리 및 교환작업을 편리하게 행할수 있도록 한 전동기 일체형 스크류 펌프를 제공함에 있는 것이다.

따라서, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단으로는;

계자권선과 전기자권선 그리고 정류자로 이루어진 본체 중앙에 회전자를 축설시킨 전동기에 있어서;

상기, 회전자는 이송안내공이 형성된 배관구조로써, 그 외경 일측과 타측단부에 수나사 구조를 이루는 한쌍의 조립구를 구비시키고;

상기, 회전자를 축설한 전동기 본체의 일측과 타측면으로는, 베어링과, 실링가스켓과, 브라켓을 내설한 착,탈 조립구조의 배관플렌지를 결합시키며;

재차 상기, 배관플렌지가 결합된 회전자의 일측단부 조립구에 입펠라부를 나사 체결시키고;

상기, 배관플렌지가 결합된 회전자의 타측 단부면에 토출관을 연결되게 함으로써 달성되는 것이다.

Description

전동기 일체형 스크류 펌프{SCREW PUMP HAVING ELECTRIC MOTOR AS ONE BODY}

본 발명은 전동기 일체형 스크류 펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전동기의 동력발생 수단인 회전자의 구성을 수평 관통된 배관구조로 형성하여, 각종 물질을 효율적으로 이송시킬수 있도록 한 전동기 일체형 스크류 펌프에 관한 것이다.

일반적으로 펌프라 함은 압력작용을 이용하여 관을 통해 유체를 수송하는 기계를 통칭하는 것으로, 이와같은 펌프는 농촌, 광산, 토목공사장, 공장, 가정등 유체의 강제 이송을 필요로 하는 곳이라면, 언제 어디서나 필수 조건으로 이용될수 밖에 없는, 현대사회에 있어 매우 중요한 사용관계를 갖는 것이다.

이에, 이와같은 펌프는 그 사용용도에 따라 수없이 많은 종류의 펌프들로 분류, 제작되어 각종 산업분야에 이용되고 있는 것으로, 이와같은 다양한 종류의 펌프에 있어, 특히 종래의 널리 이용되고 있는 일반적인 전동식 양수펌프의 기본적인 구성 및 원리를 살펴보면 다음과 같다.

즉, 종래의 전동식 양수펌프는 회전자 구동에 의해 동력을 발생시키는 전동기 일측면에 흡입관 및 토출관, 임펠러, 와류실 등으로 이루어진 모터케이스를 위치되도록하여, 상기 전동기의 회전자와, 모터케이스의 임펠러축을 기어 또는 풀리등의 동력연결수단에 의해 상호 연결되게 함으로써 이루어지는 구성이었고;

이러한, 구성요소가 상호 맞물려 작동됨에 있어서는, 외부 전기적 에너지에 의해 전동기의 회전자가 회전하게 되면, 기어 또는 풀리등에 의한 동력연결관계로써, 상기 회전자의 회전력은 임펠러로 전달되고, 이러한 회전력 전달에 의해 임펠러는 와류실 내에서 고속회전하며, 흡입관으로 부터 유체물질을 흡수하여 토출관을 통해 토출, 이송되게 하는 것이었다.

하지만, 전술한 바와같은 종래의 전동식 양수펌프는 동력을 발생시키는 전동기와, 상기 전동기로 부터 동력을 전달받는 모터케이스로 이루어지는 물품특성에 따라, 운반 및 설치상의 번거로움은 물론 제품의 가격상승이라는 경제성 저하의 문제점을 주는 것이었고, 또한, 전동기의 동력을 모터케이스로 전달하는 과정에 있어, 그 연결부위를 통해 불필요한 동력손실과 함께 불안정한 슬립(Slip) 현상을 발생시키게 됨으로 인해, 제품의 성능면에 있어, 상당한 효율성 저하의 문제점을 갖게 하는 것이었다.

한편, 근래에는 전술한 종래 전동식 양수펌프의 문제점을 해결한 것으로써, 일반 전동기의 회전자를 스크류가 내설된 물질 이송수단으로 형성하여, 전동기 자체구성만을 이용, 물질을 이송되도록 한 전동기 일체형 스크류 펌프가 창안된 바 있다.

하지만, 이와같은 전동기 일체형 스크류 펌프는 관통구조를 이루는 회전자 내측 전면에 걸쳐 소정의 길이를 갖는 스크류가 완전 고정구조 내설된 형태를 취하는 것이었던바, 이에, 이러한 종래의 전동기 일체형 스크류 펌프는 설정된 길이로 내설된 스크류의 회전간섭등으로 인해 일정크기의 입자를 갖는 물질의 이송작용에는 적합하지 못한, 사용상의 문제점을 주는 것이었으며, 또한 상기와 같은 스크류의 난해한 설치구조로 인해, 전동기 펌프의 고장 내지 손상 발생시 부품의 수리 및 교환등, 일련의 유지보수 관계를 까다롭고 복잡하게 하는 상당한 구조상의 문제점을 갖게 하는 것이었다.

이에, 사용 및 구조상의 문제점을 획기적으로 개선시킨 물품으로써, 효율적 사용관계를 갖도록 한 또 다른 전동기 일체형 스크류 펌프의 개발을 절실한 해결과제로 남게 하는 것이었다.

따라서, 본 발명은 종래 개발된 전동기 일체형 스크류 펌프의 제반적인 문제점을 해결하고자 창안된 것으로;

본 발명의 목적은, 동력발생 수단인 전동기의 회전자를 수평 관통된 배관구조로 형성하고, 상기 배관구조를 이루는 회전자 일측면에 기능에 따라 구조를 달리하는 임펠러부를 선택적인 교환설치 구조로 결합,형성되도록 하여, 종래 물질 이송압력에 따른 스크류의 과부하 문제점을 배제되도록 하고, 이와같은 스크류의 과부하 배제로써, 회전자의 토오크(torque)를 상승되도록하여, 각종 물질을 고압으로 이송시킬수 있도록 한 전동기 일체형 스크류 펌프를 제공함에 있는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 단순한 배관구조의 회전자와, 상기 회전자 일측면에 선택적 교환구조로 설치되는 임펠러부의 구성에 따라, 제품의 분해,조립 관계를 단순화되도록 하여 제품 사용에 따른 고장발생시 각종 부품의 수리 및 교환작업을 편리하게 행할수 있도록 한 전동기 일체형 스크류 펌프를 제공함에 있는 것이다.

한편, 본 발명의 또 다른 목적으로는 선택적으로 교환, 설치되는 임펠러부 구성에 따라, 단순 물질(물 등)의 이송작용으로 부터, 특수용도(점성이 높은 액체 내지 미세한 분말, 혹은 고체물질 등등) 물질의 이송작용에 이르기 까지 다양하고, 광범위한 사용관계를 갖도록 한 범용적 구조의 전동기 일체형 스크류 펌프를 제공함에 있는 것이다.

이에, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단으로는;

이하, 본 발명에 따른 전동기 일체형 스크류 펌프의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 전동기 일체형 스크류 펌프의 부분 분해 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전동기 일체형 스크류 펌프의 결합상태도이며, 도 3은 본 발명에 적용되는 회전자와 임펠라부의 요부확대도로써, 그 구성을 살펴보면;

계자권선(11)과, 전기자권선(12)과, 정류자(13)로 이루어진 본체(1)와, 이송안내공(21)을 구비한 회전자(2)와, 한쌍의 배관플렌지(3)와, 임펠라부(4)와, 토출관(5)을 구비되게 함으로써, 구성되는 것이다.

이에, 먼저, 상기 본체(1)는 전동기를 형성하는 외형 구조, 다시말해 물품의 몸체구성으로써, 이와같은 본체(1)는 전술한 바와같이 계자권선(11)과, 전기자권선 (12)과, 정류자(13)등을 내설하고, 저면에 받침대(14)를 일체로 형성한 통상의 하우징 구조로 이루어지는 것이다.

이때, 상기 본체(1)의 좌,우측면 단부로는 도 1로 도시된 바와같이 소정길이로 돌출된 상,하 한쌍의 플랜지 체결볼트(15)를 구비되도록 함이 바람직하다.

또한, 상기 계자권선(11)은 일반 회전기의 자극에 설치하는 권선으로, 이는 직류기에 있어서는 고정자 쪽에, 동기기에 있어서는 회전자 쪽에 설치되어 어는 것이나 직류로 여자되도록 하는 부품구조로써, 이와같은 계자권선(11)은 전동기를 형성하고, 구동시키기위한 통상의 필수 구성요소로 적용함이 바람직하다.

또한, 상기 전기자권선(12)은 회전전기기를 형성하는 통상의 권선(예를 들면 3상교류발전기에서 3상의 권선이 전기자권선을 의미)을 말하는 것으로, 이와같은 전기자권선(12) 역시 전동기를 형성하는 통상의 필수구성요소의 범위를 벗어나지 않는 것이다.

또한, 상기 정류자(13)는 전동기 있어, 브러시와 조합된 상태로써, 전원전압을 회전수에 맞춰 주파수를 변환하고 회전에 필요한 토크(torque:회전모멘트)를 발생시키기는 통상의 장치로써, 이러한 정류자의 또한 전동기를 형성하는 통상의 필수구성요소의 범위를 벗어나지 않는 것이다.

한편, 상기 회전자(2)는 본 발명의 핵심적인 요지 구성으로써, 이에 이와같은 회전자(2)를 본 발명에 적용함에 있어서는, 도 1내지 도 3로 도시된 바와같이 회전자(2)의 내측중앙부에 수평으로 관통되는 이송안내공(21)을 형성되도록하여, 상기 관통된 이송안내공(21)에 의해 하나의 배관구조를 이루도록 하고, 이어, 회전자의 외경 일측과 타측단부면에 도 1내지 도 3으로 도시된 바와같은 수나사 구조의 조립구(22)(23)를 형성되도록 하여 구성함이 바람직하다.

이때, 상기 회전자의 타측단부면 조립구(23)에는 도 3으로 도시된 바와같은 나사체결구조로써, 마감부재(24)가 탈,착 결합되는 것이다.

또한, 상기 배관플랜지(3)는 후술하는 임펠라부(4)와 토출관(5)을 본체(1), 에 연결시키기 위한 연결 매개체로써, 이에 이와같은 배관플랜지(3)는 도 2로 도시된 바와같이 중앙부가 수평 통공된 구조로써, 그 일측단부에 체결편(31)을 형성하고, 상기 수평통공된 내측면에, 도 1로 도시된 바와같은 순차적 결합관계로써 베어링(32)과, 실링가스켓(33)과, 브라켓(34)을 내설토록 하여 구성함이 바람직하다.

또한, 상기 임펠라부(4)는 회전작용에 의해 물질을 이송되게 하는 물질 이송수단으로써, 이에 이와같은 임펠라부(4)는 그 일측면에 암나사 구조의 체결요홈 (41)을 형성하고, 그 내측면으로는 소정의 길이를 갖는 스크류(42)를 내설토록하여 구성함이 바람직하다.

이때, 상기 스크류(42)는 다수개의 이송날개(421)로 이루어진 소정길이의 나선형 회전체로써, 이에 이와같은 스크류(42)는 그 용도에 따라 철, 비철, 플라스틱류 등으로, 그 재질이 선택적으로 변환 제작되는 것이며, 상기 다수개의 이송날개 (421) 각도 또한 선택적으로 가변 형성할수 있는 것이다.

또한, 상기 토출관(5)은 이송물질을 외부로 토출시키거나, 혹은 또 다른 장소 등으로 이송되게 하는 일종의 배출수단으로써, 이에, 이와같은 토출관(5)은 통공구조를 이루는 소정길이의 원형 관성체로 형성함이 바람직하다

이에, 전술한 바와같은 일련의 구성을 상호 결합함에 있어서는;

먼저, 계자권선(11)과 전기자권선(12)과 정류자(13)로 이루어진 본체(1) 중앙에 이송안내공(21)을 형성한 회전자(2)를 도 1내지 도 2로 도시된 바와같이 베어링(B)에 의해 회전가능한 구조로 축설시키고, 이어, 회전자(2)가 축설된 상기 본체(1)의 일측과 타측면 플랜지 체결볼트(15)에 체결편(31)을 삽입하여 너트에 의한 조임구조로써, 배관플랜지(3)를 체결고정시킨다.

또한, 이와같은 상태에서 본체(1) 일측면으로 체결고정된 배관플랜지(3)에 도 2로 도시된 바와같이 임펠라부(4)를 밀착시켜, 회전자(2)의 일측면 조립구(22)와 임펠라부(4)의 체결요홈(41)을 나사체결 구조에 의해 결합시키고;

재차, 본체(1) 타측면으로 체결고정된 배관플렌지(3)에, 토출관(5)을 밀착 연결되게 함으로써, 본 발명에 따른 전동기 일체형 스크류 펌프를 구현하게 되는 것이다.

이때, 상기 스크류(42)가 축설된 임펠라부(4)로는 보조적인 부속부품으로써, 도 6으로 도시된 바와같은 밸브(V)가 장착되는 것으로, 이와같은 밸브(V)는 스크류(42)가 나선방향으로 회전시 이송물질과의 마찰에 의해 밸브(V)가 열리고, 반대 향으로 회전시에는 닫혀서 다른 인입구쪽에서의 압력이 차기전까지 물질이 거꾸로 들어오는 것을 방지하게 되는 것이고, 정지시 어느 한쪽에 압력이 걸리게 되면, 그 방향에 구애받음 없이 자동차단기능을 갖는 것이다,

따라서, 상기와 같은 결합구성으로 이루어진 본 발명에 따른 전동기 일체형 스크류 펌프는, 그 구동을 위해 외부로 부터 전기에너지를 공급하게 되면, 고정자 (계자권선, 전기자권선, 정류자)와 회전자(2) 사이에 발생하는 회전자계에 의해 자극이 발생되고, 이와같이 발생된 자극이 전류와 교번되며 회전자(2)를 구동(회전)시키게 되는 것이다.

이에, 상기와 같이 구동되는 회전자(2)는 조립구(22) 의한 연결관계로써 임펠라부(4)를 회전시켜 스크류(42)에 의한 흡입력을 발생시키게 되고, 이와같은 흡입작용으로써, 운반을 요하는 각종 물질들을 이송안내공(21)을 통해 원할히 이송시키게 되는 것이다.

이때, 전술한 바와같은 전동기 일체형 스크류 펌프는 그 용도 및 목적에 따라 일방향 또는 양방향으로 물질을 이송되게 할수 있는 것으로, 이에 이와같은 이송방향의 변환은 전동기를 정,역 방향으로 구동 제어하거나, 또는 상기 임펠러부 (4)의 설치위치를 본체(1)의 일측과 타측면으로 선택적 교환설치되게 함으로써, 가능한 것으로, 이 또한 본 발명의 범주에서 벗어나는 것은 아니다.

한편, 도 4는 본 발명에 따른 전동기 일체형 스크류 펌프의 또 다른 실시예로써, 이와같은 또 다른 실시예로써의 전동기 일체형 스크류 펌프는 도 4로 도시된 바와같이 일실시예의 구성인 회전자(2)의 이송안내공(21)에 소정의 길이를 갖는 스크류(S)를 일체로 내설되게하여, 통상의 스크류 펌프와 같은 이송안내축(2')으로 형성하되, 이와같이 일실시예로써의 회전자(2)를 통상의 이송안내축(2')으로 형성할 경우에 있어서는, 상기 회전자(2')의 일측단부면에 도 4로 도시된 바와같은 가압펌프(6)를 연결되도록 하여 구성함이 바람직하다.

이때, 상기 가압펌프(6)는 도 4내지 도 5로 도시된 바와같은 구성으로써, 타이밍 기어박스(61)내에 구동기어(62)와 종동기어(63)를 상호 치합 내설시키고, 그 일측면에 배출구(64)를 구비토록 한 통상의 구성을 이루는 것으로, 이에 상기 치합 내설된 구종기어(62)의 일측단부로는 회전자(2')의 조립구(22)와 결합관계를 이루도록 하는 암나사 구조의 조립공(P)을 형성토록 함이 바람직하다.(도면 미설명 부호 B는 베어링)

따라서, 상기와 같은 구성을 갖는 또 다른 실시예로써의 전동기 일체형 스크류 펌프는 가압펌프 연결에 따라 각종 물질을 고압 이송 가능케 하는 것이다.

한편, 부연적인 설명으로써, 본 발명에 적용되는 전동기는 브레시레스 모터(BLDC : 회전자가 영구자석이고, 고정자가 코일형태의 전동기로 직류를 사용하며 정류자 브러시기 없는 모터) 또는 기타 다양한 모터등을 선택적으로 이용할수 있는 것으로, 이 또한 본 발명의 범주에서 벗어나는 것은 아니다.

이상, 본 발명에 따른 전동기 일체형 스크류 펌프는 동력발생 수단인 전동기의 회전자를 수평 관통된 배관구조로 형성하고, 상기 배관구조를 이루는 회전자 일측면에 임펠러부를 선택적인 교환설치 구조로 결합,형성되게 하여 스크류의 과부하를 배제되게 한 것으로써, 이는 회전자의 토오크(torque)를 상승되도록하여, 각종 물질을 고압으로 이송시킬수 있도록 한 것이고;

또한, 선택적 교환구조를 갖는 임펠러부 구성에 따라, 제품의 분해,조립 관계를 단순화되도록 하여 제품 사용에 따른 고장발생시 각종 부품의 수리 및 교환작업을 편리하게 행할수 있도록 한 것으로, 일련의 사용관계에 있어 매우 괄목할 만한 기대효과를 제공하게 되는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 전동기 일체형 스크류 펌프의 부분 분해 단면도

도 2는 본 발명에 따른 전동기 일체형 스크류 펌프의 결합상태도

도 3은 본 발명에 적용되는 회전자와 임펠라부의 요부 확대도

도 4는 본 발명에 따른 전동기 일체형 스크류 펌프의 또 다른 실시예도

도 5는 도 4의 A-A'선 단면도

< 도면 주요부위에 대한 부호의 설명 >

1 : 본체 2 : 회전자 3 : 배관플랜지

4 : 임펠라부 5 : 토출관 6 : 가압펌프

21 : 이송안내공 22,23 : 조립구 24 : 마감부재

31 : 체결편 32 : 베어링 33 : 실링가스켓

34 : 브라켓 41 : 체결요홈 42 : 스크류

61 : 타이밍기어박스 62 : 구동기어 63 : 종동기어

Claims

계자권선(11)과 전기자권선(12) 그리고 정류자(13)로 이루어진 본체(1) 중앙에 회전자(2)를 축설시킨 전동기에 있어서;

상기, 회전자(2)는 이송안내공(21)이 형성된 배관구조로써, 그 외경 일측과 타측단부에 수나사 구조를 이루는 한쌍의 조립구(22)(23)가 구비되고;

상기, 회전자(2)를 축설한 전동기 본체(1)의 일측과 타측면으로는, 베어링 (32)과, 실링가스켓(33)과, 브라켓(34)을 내설한 착,탈 구조의 배관플랜지(3)가 결합되며;

재차 상기, 배관플렌지(3)가 결합된 회전자(2)의 일측단부 조립구(22)에 임펠라부(4)가 나사체결되고;

상기, 배관플렌지(3)가 결합된 회전자(2)의 타측단부면에 토출관(5)이 연결됨으로써, 이루어짐을 특징으로 하는 전동기 일체형 스크류 펌프.
제 1항에 있어서, 상기 임펠러부(4)는 암나사 구조의 체결요홈(41)을 형성하고, 그 내측면에 소정길이의 스크류(42)를 축설시킨 탈,부착 부품구조로 형성됨을 특징으로 하는 전동기 일체형 스크류 펌프.
제 1항에 있어서, 상기 회전자(2)의 이송안내공(21)을 스크류(S)가 내설된 이송안내축(2')으로 형성하고, 상기 이송안내축(2')의 일측단부(22)를 타이밍 기어박스(61)로 이루어진 가압펌프(6)에 연결하여 사용되도록 함을 특징으로 하는 전동기 일체형 스크류 펌프.